- •2 Технические средства защиты от поражения электрическим током
- •2.1 Назначение и классификация средств
- •2.2 Защитное заземление и зануление
- •2.3. Защитное отключение
- •2.4 Защита от опасности перехода высокого напряжения на сторону низшего
- •2.5. Выравнивание потенциалов
- •2.6 Применение малых напряжений
- •2.7. Обеспечение недоступности токоведущих частей
- •2.8. Применение двойной изоляции
- •2.9. Защитные средства
2.5. Выравнивание потенциалов
Выравнивание потенциалов имеет целью снизить до нуля значение напряжения прикосновения или напряжение шага при работе в действующей электроустановке.
Пример 1.
Допустим, требуется выполнить ремонтные работы на контактном проводе железнодорожной линии без снятия с него рабочего напряжения 3 кВ; при этом работу необходимо выполнять незащищенными руками.
Если человека изолировать от земли (рисунок 2.5, а), то, независимо от качества и размеров изоляционной прокладки (даже при чрезвычайно высоком ее сопротивлении RИ), сохраняется опасность поражения человека емкостным током, протекающим через емкость изоляционной прокладки СИ (рисунок 2.5, а).
Рисунок 2.5 Выравнивание потенциалов при работе с высоковольтными токоведущими частями: эквивалентные схемы поражения током без выравнивания потенциалов (а, б); схема защиты с выравниванием потенциалов (в, г)
Метод выравнивания потенциалов предусматривает установку металлического листа 1 на верхней поверхности изоляционной прокладки 2 и, после подъема на него человека, соединение этого листа гибким проводником с объектом работы (рисунок 2.5, б).
Поскольку сопротивление проводника RПР несоизмеримо меньше сопротивления изоляционной прокладки RИ потенциал рук человека РУК = 3 кВ оказывается практически равным потенциалу его ног НОГ (напряжение падает на сопротивлении RИ). При этом напряжение прикосновения UПР = РУК НОГ =0. После окончания работ человеку необходимо, не сходя с металлического листа, отсоединить гибкий проводник от высоковольтной части и сбросить его на землю, для разряда емкости изоляции СИ .
Пример 2.
Строительный кран находится вблизи мощной передающей радиоантенны. С теоретической точки зрения, стальной трос крана и земля представляют собой разомкнутый виток, находящийся в переменном электромагнитном поле (рис. 2.6, а). Поэтому гак крана по отношению к земле приобретает наведенный электрический потенциал, значение которого зависит от частоты магнитного поля и угла поворота плоскости витка относительно антенны (в реальном случае оно изменялось в диапазоне 10...1200 В).
Рисунок 2.6 Выравнивание потенциалов при защите от наведенного nотенциала: формирование наведенного потенциала (а); защитный костюм (б)
В этих условиях возможность выполнения любых строительных работ исключалась, т.к. рабочие получали удар электрическим током при каждом прикосновении к гаку или подвешенному к нему тросу для крепления груза.
Задача обеспечения безопасности выполнения работ была решена с использованием метода выравнивания потенциалов. Осуществлено это было следующим образом: на рукавицы рабочего надевали чулок из металлической сетки, такую же сетку подкладывали в сапоги под стельки. Все детали соединялись гибким проводником, расположенным внутри рабочей одежды (рисунок 2.6, б).
При каждом прикосновении к гаку крана потенциалы рук и ног рабочего оказываются равными, т.е. напряжение прикосновения составляет UПР =0. Наведенное на гаке напряжение прикладывается к подошвам сапог и не представляет опасности для жизни человека.
Выравнивание потенциалов достигается конструкторскими решениями, без применения каких-либо устройств автоматики. По этой причине его можно считать одним из наиболее надежных и эффективных технических защитных мероприятий. В сельском хозяйстве, в целях исключения возможности поражения электрическим током, например, коров при их случайном контакте с неисправными автопоилками и механизмами для раздачи корма, на пол настилают металлическую сетку и соединяют ее с этими металлоконструкциями, выравнивая тем самым потенциалы головы и ног животных.